(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211048864.1 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 国网河南省电力公司开封供电公司 地址 475000 河南省开封市金明大道电力 大厦 (72)发明人 孟凡斌　南钰　郑罡　郝婧　 宋瑞卿　 (74)专利代理 机构 郑州图钉专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 41164 专利代理师 石路 (51)Int.Cl. G01K 1/14(2021.01) G01K 1/024(2021.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种高压输电线路导线动态增容用环境温 度测量方法 (57)摘要 本发明涉及一种高压输电线路导线动态增 容用环境温度测量方法， 它包括以下步骤： 将在 线监测装置安装在导线上， 并将导线监测装置安 装在在线监测装置左右两侧的导线上； 在线监测 装置实现对导线周围的气象条件进行实时监测； 导线监测装置实现对导线的自身状态进行实时 监测； 导线监测装置结合导线温度数据建立导线 温升与导线弧垂 变化的数学模型； 在线监测装置 结合导线载流量数据建立环境温度与导线载流 量变化的数学模 型； 在线监测装置与导线监测装 置的测量结果通过无线传输模块传输到变电站 端； 本发明具有结构简单、 准确测量温度、 安装便 捷、 实现在线温度监测的优点。 权利要求书4页 说明书11页 附图6页 CN 115389038 A 2022.11.25 CN 115389038 A 1.一种高压 输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 它包括以下步骤： 步骤1： 将在线监测装置安装在导线上， 并将导线监测装置安装在在线监测装置左右两 侧的导线上； 步骤2： 在线监测装置实现对导线周围的气象条件进行实时监测， 包括环境温度、 风速、 风向、 日照强度气象条件的实时监测； 步骤3： 导线监测装置实现对导线的自身状态进行实时监测， 包括导线温度、 导线张力、 导线弧垂的实时监测； 步骤4： 导线监测装置结合 导线温度数据建立 导线温升与导线弧垂变化的数 学模型； 步骤5： 在线监测装置结合导线载流量数据建立环境温度与导线载流量变化的数学模 型， 并选取在线监测装置监测到的环境温度最小值作为高压输电线路所在处的动态增容用 环境温度测量 值； 步骤6： 在线监测装置与导线监测装置的测量结果 通过无线传输模块传输 到变电站端。 2.如权利要求1所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的在线监测装置包括上半体和下半体， 所述的上半体和下半体一侧 通过转动轴 活动连接、 另一侧 通过螺栓固定端连接， 所述的上半体和下半体外侧左右两侧均设置有温 度传感器， 所述的上半体外侧的温度传感器内侧设置有风速风向传感器和日照强度传感 器， 所述的下半体外侧的温度传感器内侧设置有无线传输模块， 所述的上半体和下半体内 侧左右两侧均设置有温度在线测量模块， 所述的上半体和下半体内侧设置有导线。 3.如权利要求2所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的上半体和下半体内部均设置有内腔体， 所述的内腔体内部中部均设置有电源 监控电路模块， 所述的内腔体内部左侧均设置有单片机， 所述的内腔体内部均设置有屏蔽 环， 所述的屏蔽环内部均设置有集能转换器。 4.如权利要求2所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的在线监测装置前面左右两侧均设置有第一连杆， 所述的第一连杆外侧均设置 有第二连杆， 所述的第一连杆一端通过活动轴与在线监测装置活动连接、 另一端通过轴销 与第二连杆连接， 所述的第二连杆外侧均设置有固定架， 所述的固定架下方均设置有纵杆， 所述的固定架通过固定 螺栓与纵杆 连接， 所述的纵杆 下方均设置有导线监测装置 。 5.如权利要求4所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的导线监测装置前面左侧设置有弧垂监测传感器， 所述的导线监测装置内侧上 方设置有张力传感器， 所述的张力传感器下方设置有第三连杆， 所述的第三连杆下方设置 有过半圆形 结构的卡环。 6.如权利要求3所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的温度传感器采用DS ‑18B20型传感器， 所述的风速风向传感器采用PHWS/WD型传 感器， 所述的日照强度传感器采用XPH1 ‑RZ型传感器， 所述的无线传输模块采用DTD433FC型 模块， 所述的温度在线测量模块采用IRTP300L型辐射型温度传感器模块， 所述的电源监控 电路模块采用MAX813L型模块， 所述的单片机采用AT89C 52型单片机。 7.如权利要求5所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的张力传感器采用XHBL ‑VB型传感器， 所述的弧垂监测传感器采用FH ‑9006型传 感器。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115389038 A 28.如权利要求1所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的步骤4中导线监测装置结合导线温度数据建立导线温升与导线弧垂变化的数 学模型， 具体 为： 首先根据导线的斜 抛物线公式得到档距内最 大弧垂fM与导线水平张力σ0的 简化关系式， 即 只要已知水平应力， 即可计算出最大弧垂， 反 之亦然， 据此得出弧垂增量与应力增量之间的关系式为： 式中， γ为档距内导线比载， β 为档 距内悬挂点连线与水平方向的夹角， l为水平档 距， fM为档距内 最大弧垂， 由温度变化引起钢芯和铝绞线热应变分别为： ΔDTs＝[11.3×(T2‑T1)+0.008× (T22‑T12)」×10‑6， ΔDTA＝[22.8×(T2‑T1)+0.009×(T22‑T12)」×10‑6， 钢芯的水平应力的增 量Δσ0为 式中， S为钢芯铝绞线 的计算截面积， Ss、 SA分别为钢芯部分和铝线部分的面积， l为水平档 距， 利用弧长公式， 建立弧长增量公式： 当 钢芯的水平应力增量为Δσs时， 则钢芯沿线的轴向应力增量为 则钢芯在微 元dL上的弹性应 变的增量造成的弧长增量 为： 对上式在整个 弧长范围内积分可 得弹性应 变的增量造成的弧长增量 为： 最后， 根据弧长增量等于钢芯的受热应变增 量和弹性应变增量， 可得： ΔL＝ΔELAs+L0[11.3×ΔT+0.008 ×ΔT2]×10‑6(4)， 式中， L0为 温度变化之前导线的弧长： 将式(1)、 (2)、 (3)和(4)带入式(5) 中， 得到ΔT＝Ti+1‑Ti与fM的关系式： 9.如权利要求1所述的一种高压输电线路导线动态增容用环境温度测量方法， 其特征 在于： 所述的步骤5中在线监测装置结合导线载流量数据建立环境温度与导线载流量变化 的数学模型， 具体为： 影响导线载流量的因素在输电线路的实际运行中导线存在这两种 热权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115389038 A 3